競(jìng)爭(zhēng)性內(nèi)源RNA 在支氣管哮喘中的研究進(jìn)展

何山川錢粉紅

(江蘇大學(xué)附屬醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科,江蘇 鎮(zhèn)江 212000)

支氣管哮喘(簡(jiǎn)稱哮喘)是一種遺傳因素與環(huán)境因素共同參與的免疫學(xué)疾病,是最常見(jiàn)的慢性氣道炎癥性疾病之一,臨床表現(xiàn)為反復(fù)發(fā)作的喘息、氣急、胸悶或咳嗽等癥狀,常在夜間及凌晨發(fā)作或加重,多數(shù)患者可自行緩解或經(jīng)治療后緩解。 哮喘涉及平滑肌細(xì)胞、氣道上皮細(xì)胞、T 淋巴細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、肥大細(xì)胞等多種細(xì)胞及細(xì)胞組分,其特征是氣道炎癥、氣道高反應(yīng)性和氣道重塑[1]。 據(jù)統(tǒng)計(jì),中國(guó)20 歲以上成人哮喘總體患病率為4.2%,其中71.2%的哮喘患者從未得到明確診斷,只有5.6%的哮喘患者接受了吸入糖皮質(zhì)激素治療[2]。 因此,深入研究探索哮喘的發(fā)病機(jī)制,尋找輔助診斷標(biāo)志物和治療靶標(biāo),是目前研究的重要方向。 競(jìng)爭(zhēng)性內(nèi)源RNA(competing endogenous RNA,ceRNA)假說(shuō)由Salmena 等[3]提出,目前認(rèn)為,參與ceRNA 調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的RNA 包括信使RNA(message RNA, mRNA)、 微 小RNA (microRNA,miRNA)、假基因(pseudogene)、環(huán)狀RNA(circular RNA,circRNA)和長(zhǎng)鏈非編碼RNA(long non-coding RNA,lncRNA)等,其中miRNA 是該網(wǎng)絡(luò)的核心[4]。研究表明,mRNA、假基因、lncRNA 和circRNA 可作為內(nèi)源性miRNA 分子海綿,通過(guò)miRNA 結(jié)合位點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合相同的miRNA,從而調(diào)控基因表達(dá)[5],并在癌癥、心血管疾病和糖尿病等多種疾病中發(fā)揮重要作用。 本文現(xiàn)就ceRNA 調(diào)控機(jī)制及其在哮喘中的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 ceRNA 調(diào)控機(jī)制概述

miRNA 是一類長(zhǎng)度大約在20 ～22 個(gè)核苷酸且具有在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控基因表達(dá)功能的非編碼RNA。 miRNA 可與其靶mRNA 的3'端非翻譯區(qū)(untranslated region,UTR)結(jié)合,導(dǎo)致翻譯抑制和(或) mRNA 降解[6]。 miRNA 應(yīng)答元件(miRNA response element, MRE) 是 指 mRNA、 lncRNA、circRNA 等其他類型的RNA 轉(zhuǎn)錄本上與miRNA 互補(bǔ)性結(jié)合的一段序列,這種結(jié)合通常會(huì)抑制目標(biāo)基因的表達(dá)[5]。 在ceRNA 調(diào)控機(jī)制中,MRE 是各種RNA 轉(zhuǎn)錄本交流的媒介,mRNA、lncRNA、circRNA等轉(zhuǎn)錄本均通過(guò)由MRE 介導(dǎo)的“語(yǔ)言”進(jìn)行通訊,即具有相同MRE 的RNA 分子通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合相同的miRNA 來(lái)調(diào)控miRNA 靶mRNA 的表達(dá)水平,從而構(gòu)成龐大的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。 Ebert 等[7]報(bào)道人工合成含有多個(gè)相同的MRE 的miRNA“海綿”能夠特異且有效地抑制miRNA 功能。 而ceRNA 作用機(jī)制與人工合成的miRNA“海綿”大致相同,可靶向結(jié)合miRNA 并抑制miRNA 的活性,所以也被稱為內(nèi)源性miRNA 海綿。

理論上,任何包含MRE 序列的RNA 轉(zhuǎn)錄本(包括mRNA)均可作為ceRNA,并通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合同一種miRNA 影響各自的表達(dá)水平[5],其中l(wèi)ncRNA和circRNA 作為ceRNA 已被實(shí)驗(yàn)證實(shí)。 lncRNA 是一類長(zhǎng)度大于200 個(gè)核苷酸、不具備編碼蛋白質(zhì)功能的RNA 分子,相當(dāng)多的研究表明,lncRNA 在炎癥反應(yīng)、細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化和腫瘤轉(zhuǎn)移等病理生理過(guò)程中發(fā)揮調(diào)控基因表達(dá)的關(guān)鍵作用[8-10]。 在呼吸系統(tǒng)疾病研究領(lǐng)域,有研究報(bào)道lncRNA 在哮喘、非小細(xì)胞肺癌、特發(fā)性肺纖維化等疾病中作為ceRNA 發(fā)揮調(diào)控作用,導(dǎo)致疾病進(jìn)展[11-13]。 circRNA 是一類閉合環(huán)狀非編碼RNA,大量存在于真核細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組中,參與轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后基因的表達(dá)調(diào)控[14]。 由于circRNA 不易被核酸外切酶降解,且單個(gè)分子可包含多個(gè)MRE 序列,故較線性RNA 分子更高效、更持久地發(fā)揮ceRNA 功能[15]。 Hansen 等[16]鑒定了一種稱為CDR1as(小腦變性相關(guān)蛋白1 反義轉(zhuǎn)錄物,或稱ciRS-7)的circRNA,在其序列上有超過(guò)60 個(gè)miR-7 結(jié)合位點(diǎn),可吸附miR-7 發(fā)揮其“內(nèi)源性海綿”作用,抑制miR-7 的活性,在斑馬魚實(shí)驗(yàn)中CDR1as 以類似于“敲除miR-7”的方式阻礙了中腦發(fā)育[15]。 還有研究發(fā)現(xiàn),轉(zhuǎn)錄自Y 染色體性別決定區(qū)基因的circRNA,包含16 個(gè)可結(jié)合miR-138 的MRE, 能 夠 負(fù) 調(diào) 控 miR-138 的 表 達(dá)[16]。 目 前circRNA 已被證實(shí)在心肌纖維化[17]、糖尿病[18]和類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎[19]等疾病中具有miRNA 分子海綿的功能。

2 ceRNA 調(diào)控支氣管哮喘的發(fā)生發(fā)展

2.1 ceRNA 調(diào)控氣道平滑肌細(xì)胞增殖

氣道平滑肌細(xì)胞(airway smooth muscle cell,ASMC)是呼吸道的重要組成部分,ASMC 過(guò)度增生和肥大,會(huì)導(dǎo)致氣道增厚和變窄甚至氣道阻塞,故ASMC 在哮喘、 慢性阻塞性肺疾病( chronic obstructive pulmonary disease,COPD)等慢性呼吸道疾病的氣道重塑形成過(guò)程中的起關(guān)鍵作用。 在病理狀態(tài)下,ASMC 由于受到各類細(xì)胞因子的刺激,處于細(xì)胞活性和增殖能力增加的狀態(tài)[20],同時(shí)ASMC可以通過(guò)釋放多種蛋白酶、各型炎癥因子和趨化因子參與氣道炎癥反應(yīng)[21]。

目前已有多項(xiàng)研究揭示了相關(guān)lncRNA 參與AMSC 的增殖。 Zhang 等[22]發(fā)現(xiàn)lncRNA BCYRN1可通過(guò)上調(diào)瞬時(shí)感受器電位通道1 的表達(dá)來(lái)促進(jìn)哮喘模型大鼠ASMC 的增殖和遷移。 進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)卵清蛋白致敏大鼠的AMSC 中l(wèi)ncRNA BCYRN1 表達(dá)增加,miR-150 表達(dá)降低,且lncRNA BCYRN1 水平與miR-150 負(fù)相關(guān),RNA pull-down 實(shí)驗(yàn)證實(shí)lncRNA BCYRN1 可與miR-150 特異性結(jié)合,促進(jìn)ASMC 的增殖和遷移,而五味子乙素(Schisandrin B)可逆轉(zhuǎn)這一過(guò)程[23]。 Lin 等[24]發(fā)現(xiàn)lncRNA TUG1在哮喘模型大鼠ASMC 中的表達(dá)增加,同時(shí)伴有miR-590-5p 表達(dá)降低,經(jīng)過(guò)表達(dá)及敲減實(shí)驗(yàn)證實(shí),lncRNA TUG1 表達(dá)與miR-590-5p 呈負(fù)相關(guān),lncRNA TUG1 可作為ceRNA 吸附miR-590-5p,調(diào)節(jié)miR-590-5p 的靶基因成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子1(fibroblast growth factor 1,FGF1) 的 表 達(dá) 水 平。 過(guò) 表 達(dá) 的lncRNA TUG1 通 過(guò) lncRNA TUG1/miR-590-5p/FGF1 軸促進(jìn)ASMC 的增殖和遷移,并抑制ASMC 凋亡。 另一項(xiàng)研究顯示[25],lncRNA GAS5 在哮喘模型大鼠ASMC 中表達(dá)水平升高并可促進(jìn)ASMC 增殖,lncRNA GAS5 能作為miRNA 海綿吸附miR-10a,調(diào)節(jié)腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(brain derived neurotrophic factor,BDNF)的表達(dá)。 miR-10a 能直接結(jié)合BDNF的3′端UTR 區(qū),抑制BDNF 表達(dá)。 過(guò)度表達(dá)的miR-10a 可使有絲裂原誘導(dǎo)的ASMC 增殖減少50%,而抑制miR-10a 使ASMC 增殖能力增加40%。 敲低lncRNA GAS5 能提高miR-10a 的表達(dá)水平并顯著降低其靶基因BDNF 的表達(dá),抑制ASMC 的增殖,敲低lncRNA GAS5 基因的哮喘小鼠氣道反應(yīng)性明顯降低[26]。

在人來(lái)源的ASMC 中同樣存在ceRNA 調(diào)控機(jī)制。 Perry 等[27]報(bào)道在體外用地塞米松和胎牛血清培養(yǎng)人ASMC 后,其mRNA、miRNA 和lncRNA 的表達(dá)譜發(fā)生改變,有4 種lncRNA(RP11-46A10.4、LINC00883、BCYRN1 和LINC00882)表達(dá)上調(diào),推測(cè)這些lncRNA 可作為目標(biāo)miRNA 分子(miR-150、miR-371-5p、miR-940 和miR-1207-5p)的分子海綿發(fā)揮調(diào)控作用,其中l(wèi)ncRNA BCYRN1 和miR-150 的相互作用關(guān)系已在動(dòng)物模型中被證實(shí)。 血小板源性生長(zhǎng)因子(platelet-derived growth factor, PDGF)等有絲分裂原通過(guò)誘導(dǎo)ASMC 過(guò)度增殖,促進(jìn)哮喘氣道重塑[28]。 Lin 等[29]用PDGF-BB 處理人ASMC后,發(fā)現(xiàn)lncRNA MALAT1 表達(dá)量增加,并促使ASMC 發(fā)生增殖和遷移。 熒光素酶報(bào)告實(shí)驗(yàn)證實(shí)lncRNA MALAT1 與miR-150 存在靶向結(jié)合作用,而miR-150 則靶向翻譯起始因子 4E (eukaryotic translation initiation factor 4E,eIF4E)調(diào)節(jié)信號(hào)蛋白Akt 的磷酸化水平。 敲低lncRNA MALAT1 可通過(guò)miR-150/eIF4E 通路抑制ASMC 增殖和遷移。 Liu等[30]發(fā)現(xiàn)lncRNA LINC00882 在PDGF 處理的人ASMC 中呈高表達(dá),lncRNA LINC00882 可與miR-3619-5p 結(jié)合并負(fù)性調(diào)節(jié)miR-3619-5p 的表達(dá)。miR-3619-5p 靶 向β-連 環(huán) 蛋 白(β-catenin) 調(diào) 節(jié)ASMC 的增殖。 敲減lncRNA LINC00882 則顯著地抑制了ASMC 的增殖。 這表明lncRNA LINC00882通過(guò)吸附miR-3619-5p 促進(jìn)ASMC 增殖。

2.2 ceRNA 調(diào)控CD4+T 細(xì)胞免疫反應(yīng)

目前認(rèn)為CD4+T 細(xì)胞是哮喘氣道炎癥的重要參與者[31]。 根據(jù)表型和功能的不同可將CD4+T 細(xì)胞分為輔助性T 細(xì)胞(Th 細(xì)胞)和調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞(Treg 細(xì)胞)等。 Th 細(xì)胞可進(jìn)一步細(xì)分為Th1 細(xì)胞、Th2 細(xì)胞和Th17 細(xì)胞等亞群,可分泌各型細(xì)胞因子參與哮喘發(fā)病。

Th2 型細(xì)胞因子(如IL-4、IL-5、IL-13 等)在哮喘氣道炎癥中的重要性已被廣泛接受。 研究顯示[32],Th 細(xì)胞向Th2 細(xì)胞的轉(zhuǎn)化導(dǎo)致Th1 型和Th2型細(xì)胞因子失衡,Th2 細(xì)胞過(guò)度激活,從而促進(jìn)哮喘的發(fā)生和發(fā)展,抑制Th2 型細(xì)胞因子釋放或提高Th1/Th2 比值可能有助于緩解哮喘相關(guān)炎癥。 一項(xiàng)來(lái)自Liang 等[33]的研究納入了772 例哮喘患者和441 例健康對(duì)照者。 在哮喘組患者外周血CD4+T 細(xì)胞中檢測(cè)到高表達(dá)的lncRNA MALAT1 和低表達(dá)的miR-155。 lncRNA MALAT1 表達(dá)水平與Th1/Th2 比值及轉(zhuǎn)錄因子T-bet/GATA3 比值呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,而miR-155 表達(dá)水平與Th1/Th2 比值和T-bet/GATA3比值呈正相關(guān)。 lncRNA MALAT1 與miR-155 互補(bǔ)結(jié)合,負(fù)向調(diào)控Th2 炎性因子的表達(dá),參與調(diào)節(jié)Th1/Th2 平衡。

亦有研究報(bào)道circRNA 可作為ceRNA 參與哮喘Th2 型炎癥。 Huang 等[34]發(fā)現(xiàn)哮喘患者外周血CD4+T 細(xì)胞中的circRNA has_circ_0005519 較健康人表達(dá)增加,且hsa_circ_0005519 表達(dá)水平與hsalet-7a-5p 表達(dá)水平負(fù)相關(guān),實(shí)驗(yàn)證實(shí)hsa_circ_0005519 競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合hsa-let-7a-5p 并促進(jìn)IL-13 和IL-6 表達(dá),從而影響哮喘發(fā)展。 另外,在哮喘患者的外周血單個(gè)核細(xì)胞中也檢測(cè)到hsa_circ_0005519 表達(dá)升高。

Th17 細(xì)胞是Th0 細(xì)胞在TGF-β、IL-6、IL-23 作用下分化產(chǎn)生的表達(dá)孤核受體γt(nuclear orphan receptor γt,RORγt)的CD4+T 細(xì)胞亞群,Th17 細(xì)胞可通過(guò)分泌IL-17 等細(xì)胞因子發(fā)揮強(qiáng)大的促炎作用。 Treg 細(xì)胞是具有免疫抑制功能的T 細(xì)胞亞群,具有限制T 細(xì)胞免疫反應(yīng)的功能。 在正常機(jī)體狀態(tài)下,Treg 和Th17 細(xì)胞相互拮抗,處于平衡狀態(tài),而Treg/Th17 的失衡在哮喘的發(fā)展中起著重要作用[35]。 Qiu 等[36]報(bào)道,在人外周血CD4+T 細(xì)胞中,lncRNA MEG3 可作為ceRNA 吸附has-miR-17 調(diào)節(jié)RORγt 表達(dá),從而影響哮喘患者的Treg/Th17 平衡。其研究發(fā)現(xiàn),嚴(yán)重哮喘患者CD4+T 細(xì)胞中l(wèi)ncRNA MEG3 水平較正常人顯著升高,而miR-17 水平較正常人降低。 lncRNA MEG3 表達(dá)水平與Th17 占CD4+T 細(xì)胞百分比、IL-17 水平、IL-22 水平及RORγt的mRNA 和蛋白水平正相關(guān)。 miR-17 通過(guò)靶向RORγt 調(diào)節(jié)Treg/Th17 比值。 敲低LncRNA MEG3可增加miR-17 的表達(dá)水平,并相應(yīng)地降低RORγt表達(dá)水平,從而調(diào)控Th17 細(xì)胞功能。

2.3 ceRNA 調(diào)控巨噬細(xì)胞極化

肺巨噬細(xì)胞存在于肺泡腔和肺間質(zhì)中,發(fā)揮吞噬呈遞抗原、分泌炎癥介質(zhì)及參與免疫應(yīng)答的功能。 巨噬細(xì)胞有3 種表型,M1 型巨噬細(xì)胞具有促炎作用,M2 型巨噬細(xì)胞具有抗炎和免疫調(diào)節(jié)作用,調(diào)節(jié)性巨噬細(xì)胞(也稱為M2 樣巨噬細(xì)胞)可在免疫反應(yīng)后期限制炎癥進(jìn)展。 巨噬細(xì)胞極化可能與哮喘關(guān)系密切,研究發(fā)現(xiàn)巨噬細(xì)胞的活化以及向M1 表型轉(zhuǎn)化在哮喘的發(fā)展過(guò)程中起著重要作用[37]。

Zhong 等[38]報(bào)告PM2.5 能誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞向M1表型轉(zhuǎn)化,并釋放IL-6、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)等多種促炎因子[39],在暴露于PM2.5 的小鼠肺組織中,885 個(gè)lncRNA 分子和142 個(gè)circRNA 分子的表達(dá)水平發(fā)生改變。 其中l(wèi)ncRNA NONMMUT065867, lncRNA NONMMUT064312,lncRNA NONMMUT018123 的表達(dá)顯著上調(diào),circRNA CBT15_circR_1011,circRNA mm9_circ_005915 的表達(dá)顯著下調(diào),進(jìn)一步分析顯示這些非編碼RNA 與TNF-α、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)、IL-1β、IL-6 等促炎細(xì)胞因子和NLRP3 炎性小體相關(guān)。

Shang 等[40]對(duì)小鼠哮喘模型的研究發(fā)現(xiàn),circRNA mmu_circ_0001359 作為miR-183-5p 的內(nèi)源性miRNA 海綿,增強(qiáng)了轉(zhuǎn)錄因子FoxO1 信號(hào)介導(dǎo)的M2 樣巨噬細(xì)胞活化作用。 體外實(shí)驗(yàn)和在體實(shí)驗(yàn)中均發(fā)現(xiàn)富含mmu_circ_0001359 的外泌體通過(guò)mmu_circ_000135/miR-183-5p/FoxO1 軸減少M(fèi)1表型相關(guān)的細(xì)胞因子(iNOS、TNF-α、IFN-γ)表達(dá),降低炎癥水平并減緩氣道重塑。 這項(xiàng)研究提示,可以利用lncRNA 或circRNA 修飾的外泌體以ceRNA 調(diào)控網(wǎng)絡(luò)為靶點(diǎn)開發(fā)哮喘新型療法。

2.4 ceRNA 調(diào)控氣道上皮細(xì)胞炎癥反應(yīng)

氣道上皮細(xì)胞作為肺與外界環(huán)境接觸的第一道屏障,在維持氣道結(jié)構(gòu)和功能完整性及參與氣道免疫反應(yīng)中起到重要作用。 應(yīng)激狀態(tài)下的氣道上皮細(xì)胞分泌的炎性介質(zhì)作用于自身、抗原提呈細(xì)胞和其他氣道支持細(xì)胞等, 參與氣道炎癥的發(fā)生。Dai 等[41]發(fā)現(xiàn)氣管內(nèi)滴注脂多糖誘導(dǎo)的炎癥模型大鼠肺組織lncRNA MALAT1 表達(dá)量升高,miR-146a表達(dá)量下降,在用脂多糖誘導(dǎo)大鼠發(fā)生肺部炎癥前注射小干擾RNA 敲減MALAT1 可降低大鼠肺損傷評(píng)分和IL-6、TNF-α、IL-1β 的表達(dá),同時(shí)miR-146a表達(dá)量增加；體外實(shí)驗(yàn)證實(shí),在鼠肺上皮細(xì)胞和鼠肺泡巨噬細(xì)胞中,lncRNA MALAT1 通過(guò)吸附miR-146a 調(diào)控炎性細(xì)胞因子分泌。 另一項(xiàng)涉及COPD發(fā)病機(jī)制的研究指出,在經(jīng)香煙煙氣提取物處理的人支氣管上皮細(xì)胞中,lncRNA TUG1 表達(dá)升高,lncRNA TUG1 通過(guò)特異性結(jié)合miR-145-5p 促進(jìn)雙特異性磷酸酶6 (dual-specificity phosphatase 6,DUSP6)的表達(dá),促進(jìn)氣道炎癥和氣道重塑[42]。 考慮到氣道上皮細(xì)胞在Th2 型免疫反應(yīng)和氣道黏液細(xì)胞化生中的重要作用,推測(cè)lncRNA TUG1 在哮喘氣道上皮細(xì)胞中也可作為ceRNA 發(fā)揮調(diào)控作用。

2.5 ceRNA 與糖皮質(zhì)激素抵抗

臨床上部分哮喘患者給予大劑量糖皮質(zhì)激素后仍不能得到理想的治療效果,此類哮喘被定義為激素抵抗型哮喘。 ASMC 中的ceRNA 調(diào)控機(jī)制可能與糖皮質(zhì)激素抵抗相關(guān)。 既往研究發(fā)現(xiàn)lncRNA PVT1 在非重癥哮喘患者ASMC 中表達(dá)降低,在糖皮質(zhì)激素抵抗的嚴(yán)重哮喘患者中表達(dá)升高,且lncRNA PVT1 與ASMC 的增殖和IL-6 合成釋放相關(guān)[43]。 Yu 等[44]利用大鼠哮喘模型證實(shí)lncRNA PVT1 可作為miR-203a 的分子海綿發(fā)揮作用,負(fù)向調(diào)節(jié)miR-203a 表達(dá)水平并正向調(diào)節(jié)其下游轉(zhuǎn)錄因子E2F3 的表達(dá),從而促進(jìn)ASMC 的增殖和遷移,而α-細(xì)辛腦則通過(guò)lncRNA PVT1/miR-203a/E2F3 軸抑制ASMC 的增殖。 另有研究發(fā)現(xiàn)lncRNA CASC7可能是與糖皮質(zhì)激素敏感性相關(guān)的轉(zhuǎn)錄本。 Liu等[45]在嚴(yán)重哮喘患者的ASMC 中檢測(cè)到低表達(dá)的lncRNA CASC7,而miR-21 表達(dá)水平升高、Akt 活性上調(diào)。 過(guò)表達(dá)lncRNA CASC7 通過(guò)靶向結(jié)合miR-21抑制了PI3K/Akt 信號(hào)通路,促進(jìn)糖皮質(zhì)激素受體磷酸化,從而增加了糖皮質(zhì)激素的敏感性。

2.6 生物信息學(xué)預(yù)測(cè)哮喘相關(guān)的ceRNA

Chen 等[46]通過(guò)高通量測(cè)序技術(shù)獲得了來(lái)自非重癥哮喘患者、嚴(yán)重哮喘患者和健康人群的mRNA、miRNA 和lncRNA 表達(dá)譜數(shù)據(jù),初步確定has-miR-133a-3p、has-miR-3613-3p 和has-miR-93-5p 是哮喘病情進(jìn)展相關(guān)的miRNA-mRNA-lncRNA 網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵miRNA。 在另一項(xiàng)研究中,Liao 等[47]利用Gene Expression Omnibus、StarBase、DrugBank 等在線數(shù)據(jù)庫(kù)及生物信息學(xué)工具構(gòu)建哮喘相關(guān)的ceRNA 網(wǎng)絡(luò),確定了5 個(gè)關(guān)鍵lncRNA(MALAT1,MIR17HG,CASC2,MAGI2-AS3,DAPK1-IT1),并針對(duì)對(duì)應(yīng)的ceRNA 靶點(diǎn)預(yù)測(cè)了8 種潛在靶向藥(他莫昔芬,魯索替尼,維甲酸,槲皮素,達(dá)沙替尼,左卡尼汀,尼氟酸,格列本脲)。 目前利用一些非編碼RNA 數(shù)據(jù)庫(kù)可以預(yù)測(cè)與哮喘相關(guān)的ceRNA 網(wǎng)絡(luò),但是不同的預(yù)測(cè)算法得到的結(jié)果不盡相同,且有關(guān)研究涉及的樣本量普遍較少,故這種相關(guān)關(guān)系仍需要實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和臨床大樣本的檢驗(yàn)。

3 ceRNA 與哮喘臨床診療

Li 等[48]利用RT-qPCR 檢測(cè)哮喘急性發(fā)作患者、緩解期哮喘患者、健康人血漿中l(wèi)ncRNA NEAT1和miRNA-124 的表達(dá),發(fā)現(xiàn)哮喘急性發(fā)作患者的lncRNA NEAT1 表達(dá)量高于另外兩組,且與TNF-α、IL-1 和IL-17 水平及病情嚴(yán)重程度呈正相關(guān),與IL-10 水平及肺功能負(fù)相關(guān)；而miR-124 表達(dá)量與致炎因子水平及嚴(yán)重程度負(fù)相關(guān),與肺功能呈正相關(guān),尤其是在哮喘急性發(fā)作患者中。 依據(jù)lncRNA NEAT1 與miR-124 的負(fù)相關(guān)關(guān)系,推測(cè)lncRNA NEAT1 可能是通過(guò)吸附miR-124 來(lái)調(diào)節(jié)基因表達(dá),導(dǎo)致哮喘病情加重。 同樣地,Ye 等[49]發(fā)現(xiàn)血漿中l(wèi)ncRNA ANRIL 表達(dá)水平與miR-125a 表達(dá)水平負(fù)相關(guān),lncRNA ANRIL 與miR-125a 比值與炎癥因子(TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-17)水平、肺功能及病情嚴(yán)重程度相關(guān),且哮喘發(fā)作患者的lncRNA ANRIL/miR-125a 比值高于緩解期患者。 可以設(shè)想的是,在未來(lái)的研究中如能確定哮喘中具有特異性的ceRNA 調(diào)控網(wǎng)絡(luò),那么只需檢測(cè)其中的非編碼RNA表達(dá)水平就可將哮喘患者和其他癥狀類似的非哮喘患者區(qū)分開來(lái),這將有助于哮喘早期診斷和干預(yù),以及哮喘疑似病人的明確診斷。

4 總結(jié)與展望

目前哮喘中已知的ceRNA 見(jiàn)表1。 隨著核酸功能研究和檢測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展,lncRNA 和circRNA已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn),但是不可忽視的是,目前在ceRNA 研究領(lǐng)域仍存在一些問(wèn)題和難點(diǎn),比如生理?xiàng)l件下單個(gè)轉(zhuǎn)錄本的表達(dá)變化不足以抑制miRNA 的活性,只有當(dāng)ceRNA 的豐度接近于靶miRNA 的豐度時(shí)才能抑制miRNA 靶標(biāo)；實(shí)驗(yàn)中人為操控基因表達(dá)容易過(guò)量,并不能真實(shí)反應(yīng)體內(nèi)常態(tài)下的ceRNA 作用；由于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的可行性和實(shí)驗(yàn)條件的限制,ceRNA 直接互作的研究往往局限于單個(gè)基因；目前多數(shù)研究仍停留在細(xì)胞功能研究水平,需要在動(dòng)物模型和臨床實(shí)踐中得到驗(yàn)證。 此外mRNA 可通過(guò)ceRNA 機(jī)制隔離miRNA 發(fā)揮調(diào)控作用,但在哮喘研究領(lǐng)域尚無(wú)涉及。

表1 參與支氣管哮喘病理機(jī)制的競(jìng)爭(zhēng)性內(nèi)源性RNATable 1 ceRNAs involved in the pathogenesis of bronchial asthma

綜上所述,ceRNA 假說(shuō)的提出拓展了轉(zhuǎn)錄后水平基因表達(dá)調(diào)控的機(jī)制,對(duì)于ceRNA 調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的研究揭示了其在疾病的發(fā)生、發(fā)展重要作用。 目前的研究已經(jīng)提示以lncRNA BCYRN1、lncRNA MALAT1等為代表的非編碼RNA 在哮喘中的重要作用,但相較于癌癥研究領(lǐng)域,在支氣管哮喘機(jī)制研究中涉及ceRNA 的研究相對(duì)較少。 隨著對(duì)非編碼RNA 相關(guān)研究的深入,越來(lái)越多的miRNA、lncRNA、circRNA將被發(fā)現(xiàn)可作為評(píng)判哮喘病情預(yù)后的指標(biāo)或者治療的靶點(diǎn)。 以ceRNA 調(diào)控網(wǎng)絡(luò)為靶標(biāo)的治療策略有望成為治療哮喘的新途徑、新方法。